Почему зеленая энергетика не такая уж зеленая
Токсичные свалки из отработавших свой срок лопастей и солнечных панелей, изменение ландшафтов и гибель птиц — лишь те «побочные эффекты» использования солнечных и ветряных станций, которые можно считать верхушкой айсберга. Почему след от ВИЭ еще больше, чем от угля? Как сделать зеленые источники экологичнее? В этом разбирался корреспондент «Моей энергии».
Углеродный след и трудности с утилизацией отработавших элементов и конструкций — пожалуй, главный тормоз на пути развития ВИЭ. Проблемы с экологией начинаются еще на этапе производства солнечных панелей, которое требует больших энергозатрат. Кроме того, компоненты солнечных панелей сами по себе токсичны. Наряду с кремнием, который преобразует свет в электричество, 90% коммерческих солнечных панелей содержат небольшое количество опасных веществ. Они вымываются, когда оказываются разбиты — а это почти гарантировано, если панели попадают на свалку. В небольших количествах токсичность не так велика, но миллионы тонн панелей создают серьезную опасность загрязнения. Серебро, олово и свинец (особенно в солнечных панелях старого образца) — самые вредные компоненты, в более современных тонкопленочных панелях содержатся не менее опасные в большой концентрации индий, галлий, селен, кадмий, теллур и тот же свинец. Еще один важный фактор — перерабатывать солнечные панели дорого и сложно: кроме специального оборудования нужен грамотный персонал, который сможет отделить от панели алюминиевую раму и распределительный щит, не разбив при этом стекло.
Средний срок службы солнечных панелей — 25-30 лет, и в ряде стран, которые были на передовой зеленой энергетики, проблема тотального загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами уже назревает.
Опасения экологов не преувеличены: в 2015 году торнадо в Калифорнии разрушил 200 тыс. солнечных модулей. Под действием стихии токсичные осколки попали в грунт. В токсичности солнечной энергетики уверены и ее идеологи. Вот красноречивое признание владельца консалтинговой компании Solar CowboyZ Сэм Вандерхуф:
«Я работаю в солнечной индустрии с 1976 года и отчасти признаю свою вину. Я участвовал в установке миллионов солнечных панелей, и сейчас все они разрушаются».
Не меньше углеродного следа оставляют и ветряки. Самая большая деталь — лопасти, которые делаются, как правило, из композитных материалов, или, попросту говоря, стеклопластика. Средний срок их эксплуатации — 15 лет. Однако утилизировать эти элементы, состоящие из песка и эпоксидной смолы, до сих пор не получалось. В результате тысячи лопастей, как и солнечных батарей, ежегодно отправляются на свалку.
Под подсчетам экспертов Международного агентства по возобновляемой энергетике, к 2050 году в мире может накопиться около 78 млн тонн отслуживших свой срок солнечных батарей (читай — тяжелых металлов). По прогнозам, ВИЭ-свалки начнут накапливаться уже в начале 2030-х годов, а лидерами по количеству таких отходов будут Китай (20 млн тонн), США (10 млн тонн), Япония и Индия (по 7,5 млн тонн). Авторы прогнозов не стесняются в выражениях и напрямую говорят о грядущей экологической катастрофе.
Между тем до сих пор законодательно во многих странах не урегулировано, кто, в каком объеме и как должен хранить или перерабатывать отслужившие солнечные панели и ветряки. Стимулирования тех кто, их утилизирует, на системном уровне также почти нет. По мнению экспертов, хороший способ подстегнуть бизнес к переработке подобных отходов — субсидировать эту деятельность и обязать производителей самим заниматься их утилизацией. В ЕС, к примеру, производителей уже обязали обслуживать оборудование на протяжении всего срока службы, а также перерабатывать после того, как оно отслужило свое. В США такое требование существует в Вашингтоне. В Японии, Индии и Австралии требования по переработке находятся на стадии разработки.
Ветряки – угроза птицам?
Еще в 1980-х в прессе звучали опасения, что ветряки могут нанести серьезный урон популяции птиц. С тех пор ветряки стали выше, размах лопастей вырос с 15 м до 200, увеличилась и скорость вращения турбины — с 10 до 90 м/с при среднем ветре. Птицы не способны так быстро отреагировать на предмет и изменить траекторию полета, поэтому рост ветряной генерации вызывает у биологов все больше тревоги.
Несмотря на то, что современные ветряки умеют останавливаться при приближении птиц, на практике лопасти часто не успевают затормозить полностью. Специальные радары тоже не всегда справляются с задачей. В результате, по подсчетам Испанского орнитологического сообщества, ветряные турбины в стране становятся причиной гибели 6–18 млн птиц и летучих мышей, а учитывая, что через Гибралтар пролегают маршруты миграций многих видов перелетных пернатых, ветроэнергетика в Испании влияет на популяции птиц почти во всем мире.
Особая опасность грозит крупным птицам вроде орлов — они любят восходящие воздушные потоки, и давление, которое создают ветряки, часто оказывается губительным именно для них.
Как «озеленить» ВИЭ?
Очевидно, что экологичность производства, строительства и эксплуатации ВИЭ — одна из главных проблем, которые предстоит решить отрасли в ближайшее время. Как дать панелям и лопастям вторую жизнь? Исследования ведутся в разных странах мира, и уже есть первые обнадеживающие результаты.
Возможно, скоро этому придет конец — ученые из США смешали стекловолокно с синтетическим и растительным полимерами и на выходе получили композитную смолу для лопастей. Состав поддается вторичной переработке — не только в аналогичные лопасти, но и в ... мармеладных мишек. Звучит как бред, но очищенный лактат калия, который остается после вываривания эпоксидной смолы в щелочном растворе — действительно входит в состав мармеладных конфет. Более того, при щелочном расщеплении смолы высвобождается акриловый материал ПММА — это органическое стекло, из которого делают фары для автомобилей.
Кроме того, в Испании уже тестируются ветряки без лопастей – они представляют собой столбы, которые начинают колебаться от силы ветра. Основание также сделано из стеклопластика и углерода, но отсутствие гигантских лопастей и в целом небольшие габариты чисто теоретически могут снизить вред для фауны.
Оптимисты просят ВИЭ дать шанс: в конце концов, склады бутылок появились только после появления большой массы этой тары, а утилизация электронных отходов, включая самые простые батарейки, вошла в нашу жизнь совсем недавно, хотя бум потребительской электроники произошел десятки лет назад.